Các hạt nano phi virus mang CRISPR đến các chỉnh sửa gen thành công nhất từ ​​trước đến nay

Anonim

Các hạt nano phi virus mang CRISPR đến các chỉnh sửa gen thành công nhất từ ​​trước đến nay

Sinh học

Michael Irving

Ngày 14 tháng 11 năm 2017

Một nhóm MIT đã phát triển một cách mới để mang công cụ chỉnh sửa gen CRISPR mà không sử dụng vi-rút (Tín dụng: MIT News)

Các nhà khoa học tại MIT đã phát triển một cách mới để mang công cụ chỉnh sửa gen CRISPR đến khu vực mục tiêu của bộ gen. Thông thường hệ thống sử dụng virus vô hại, nhưng điều đó có nghĩa là bệnh nhân có thể phát triển đề kháng với điều trị. Vì vậy, nghiên cứu mới liên quan đến chuột đã sử dụng hạt nano thay vào đó, dẫn đến những gì nhóm nghiên cứu tuyên bố là tỷ lệ thành công tốt nhất cho kỹ thuật ở động vật trưởng thành.

CRISPR có khả năng thay đổi cách chúng ta điều trị một loạt các bệnh tật. Đột biến gen có thể gây bệnh có thể bị loại ra khỏi bộ gen của bệnh nhân và được thay thế bằng các trình tự khác, dẫn đến các phương pháp điều trị có thể cho chứng loạn dưỡng cơ, HIV và các bệnh ung thư khác nhau, và thậm chí giúp chúng ta phát triển các loại cây trồng dinh dưỡng và cứng hơn.

Công cụ này có chứa một loại enzyme có tên Cas9, nó cắt một phần của DNA và một đoạn RNA ngắn cho Cas9 biết nơi thực hiện chỉnh sửa của nó. Chúng thường được nạp vào một loại virus vô hại để đưa chúng đến các tế bào được nhắm mục tiêu, nhưng phương pháp này có vấn đề: Hệ thống miễn dịch của bệnh nhân có thể phát triển các kháng thể chống lại virus, do kết quả của việc điều trị hoặc trước đó, làm giảm hiệu quả của nó .

Một hệ thống phân phối không phải là virus có thể vượt qua rào cản đó và trong khi nó đã được thực hiện một phần trong quá khứ, nghiên cứu mới của MIT đã loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về virus. Nhóm nghiên cứu đã đóng gói cả Cas9 và RNA dẫn hướng vào các hạt nano và đưa chúng vào gan chuột trưởng thành, nơi chúng có thể cắt các gen mục tiêu từ khoảng 80% tế bào gan. Kết quả đó, nhóm nghiên cứu cho biết, là tỷ lệ thành công tốt nhất từng đạt được với CRISPR ở động vật trưởng thành.

Daniel ", điều thực sự thú vị ở đây là chúng tôi đã cho thấy bạn có thể tạo ra một hạt nano có thể được sử dụng để chỉnh sửa DNA vĩnh viễn và đặc biệt trong gan của một con vật trưởng thành, " Daniel Anderson, tác giả cao cấp của học.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã sửa đổi hóa học RNA để giữ cho nó không bị phá vỡ bởi các enzyme trong cơ thể, sau đó nạp các hướng dẫn sgRNA tăng cường này vào các hạt nano lipid. Chúng được tiêm vào chuột, cùng với các hạt nano khác có chứa mRNA được mã hóa cho enzyme Cas9.

Nghiên cứu chủ yếu tập trung vào một gen có tên là PCSk9, điều chỉnh mức cholesterol và có liên quan đến một số rối loạn có thể dẫn đến sự tích tụ cholesterol xấu. Nhóm nghiên cứu đã tìm cách loại bỏ gen trong hơn 80% tế bào gan, hạ thấp protein PCSk9 xuống mức không thể phát hiện và là sản phẩm phụ, tổng lượng cholesterol ở những con chuột này đã giảm 35%.

"Tôi nghĩ rằng việc có một hạt nano tổng hợp hoàn toàn có thể tắt gen có thể là một công cụ mạnh mẽ không chỉ cho PCSk9 mà còn cho các bệnh khác, " Anderson nói. "Gan là một cơ quan thực sự quan trọng và cũng là nguồn gây bệnh cho nhiều người. Nếu bạn có thể lập trình lại DNA của gan trong khi bạn vẫn đang sử dụng nó, chúng tôi nghĩ rằng có nhiều bệnh có thể được giải quyết. "

Các nhà khoa học hiện đang điều tra làm thế nào kỹ thuật này có thể giải quyết các bệnh khác.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Biotech .

Nguồn: MIT

Một nhóm MIT đã phát triển một cách mới để mang công cụ chỉnh sửa gen CRISPR mà không sử dụng vi-rút (Tín dụng: MIT News)